科學遊戲 會彈跳的光

文與圖/許良榮 |2014.11.26
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在水槽中央加入冰糖後,由於冰糖逐漸溶解,在水槽底部中央的密度漸大於四周的純水(所以必須避免晃動),因此就可以產生折射率的差異,而造成光的彎曲現象了(圖三)。圖/許良榮
準備一支高功率的綠色光雷射筆,由裝滿水的透明水槽旁邊,水平射入光線,可以看到光線筆直穿過水槽(圖一)。圖/許良榮
接著逐漸降低雷射筆的高度,降低到某個高度時,雷射筆的光線很神奇的會變成彎曲的曲線,而且接觸到水槽底部後,會彈跳起來,而彈起來的光線也是曲線的喔(圖二)!圖/許良榮

文/許良榮

光會直線進行,但它會轉彎嗎?今天許叔叔要變一個科學魔術,教小朋友玩玩會彈跳的光線。這個遊戲需要在暗室中進行,大家準備好了嗎?

所需材料:透明水槽、雷射筆、冰糖。

步驟過程:

1取一透明水槽,將水槽裝滿水後(高度約十五公分即可),先靜置幾分鐘,等水槽中的水不再晃動,然後緩慢的將半包的冰糖(約二百公克)倒入水槽中央,盡量集中不要分散,再靜置約二小時,讓冰糖自行溶解,不可攪拌,並避免晃動。

2準備一支高功率的綠色光雷射筆,由裝滿水的透明水槽旁邊,水平射入光線,可以看到光線筆直穿過水槽(圖一)。接著逐漸降低雷射筆的高度,降低到某個高度時,雷射筆的光線很神奇的會變成彎曲的曲線,而且接觸到水槽底部後,會彈跳起來,而彈起來的光線也是曲線的喔(圖二)!

原理:

這個魔術是利用光在密介質的折射率大,在疏介質折射率小的性質所產生的現象。換言之,水槽的上方的密度小(疏介質),底部則密度較大(密介質)。

在水槽中央加入冰糖後,由於冰糖逐漸溶解,在水槽底部中央的密度漸大於四周的純水(所以必須避免晃動),因此就可以產生折射率的差異,而造成光的彎曲現象了(圖三)。而光線接觸到水槽底部彈起來,則是因為反射而彈回水槽。

叮嚀:

綠色雷射光會傷害眼睛,千萬要避免照射到眼睛喔!

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